TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Diese Offenbarung bezieht sich auf die Steuerung von Niederspannungsschaltungen in Fahrzeugen.This disclosure relates to the control of low voltage circuits in vehicles.
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Viele Fahrzeuge und Konstruktionswerkzeuge umfassen einen Typ von wiederaufladbarer Batterie, die elektrische Energie zu einem Kraftfahrzeug zuführt. Diese Batterien werden häufig als Zwölf-Volt-Batterie oder SLI-Batterie (Start-, Beleuchtungs-, Zündungsbatterie) bezeichnet, um den Startermotor, die Leuchten, das Zündsystem der Maschine eines Fahrzeugs und andere Fahrzeugnebenverbraucher zu speisen. Die SLI-Batterie kann mit einem Drehstromgenerator aufgeladen werden. Hybridfahrzeuge können zusätzliche Batterien aufweisen, die über Leistung aufgeladen werden, die durch eine Elektromaschine wie z. B. einen Motor/Generator erzeugt wird. Die Elektromaschine (oder Elektromaschinen) eines Hybridfahrzeugs kann den Drehstromgenerator ersetzen.Many vehicles and construction tools include some type of rechargeable battery that supplies electrical power to an automobile. These batteries are often referred to as twelve-volt batteries or SLI batteries (starter, lighting, ignition) to power the starter motor, lights, ignition system of a vehicle's engine and other vehicle accessories. The SLI battery can be charged with an alternator. Hybrid vehicles may have additional batteries that are charged using power generated by an electric machine such as a car. B. a motor / generator is generated. The electric machine (or machines) of a hybrid vehicle can replace the alternator.
US 6 452 286 B1 offenbart eine Steuereinrichtung für ein Hybridfahrzeug, welche das Aufladen einer Hochspannungsbatterie und einer Niederspannungsbatterie bei einer Geschwindigkeitsverringerung des Fahrzeugs steuert, wobei der durch den Generator erzeugte Strom begrenzt wird, um ein Batterieüberladen zu vermeiden. U.S. 6,452,286 B1 discloses a control device for a hybrid vehicle which controls the charging of a high voltage battery and a low voltage battery when the vehicle is slowing down, the current generated by the generator being limited to avoid battery overcharging.
ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY
Aufgabe der Erfindung ist es, einen verbesserten Steueralgorithmus für eine Niederspannungsschaltung in einem Fahrzeug bereitzustellen.The object of the invention is to provide an improved control algorithm for a low-voltage circuit in a vehicle.
Zur Lösung der Aufgabe ist ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen.To achieve the object, a method with the features of claim 1 is provided. Advantageous embodiments of the invention can be found in the dependent claims, the description and the drawings.
Die obigen Merkmale und Vorteile sowie weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der besten Arten und anderer Ausführungsformen zur Ausführung der Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen leicht ersichtlich.The above features and advantages, as well as other features and advantages of the present invention, will be readily apparent from the following detailed description of the best modes and other modes for carrying out the invention when taken in conjunction with the accompanying drawings.
FigurenlisteFigure list
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1 ist ein schematisches Komponentendiagramm eines Hybridfahrzeugs; 1 Fig. 3 is a schematic component diagram of a hybrid vehicle;
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2 ist ein schematisches Komponentendiagramm eines herkömmlichen Fahrzeugs; 2 Fig. 3 is a schematic component diagram of a conventional vehicle;
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3A ist ein Abschnitt eines schematischen Ablaufplans eines Algorithmus zum Steuern von Niederspannungsschaltungen in Fahrzeugen; 3A Fig. 10 is a portion of a schematic flow diagram of an algorithm for controlling low voltage circuits in vehicles;
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3B ist ein weiterer Abschnitt des in 3A gezeigten schematischen Ablaufplans; und 3B is another section of the in 3A schematic flow chart shown; and
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4 ist ein schematisches Diagramm, das Eigenschaften der Komponenten während des Betriebs des Fahrzeugs darstellt. 4th Figure 13 is a schematic diagram showing properties of the components during operation of the vehicle.
BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMENDESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS
In den Zeichnungen, in denen in allen verschiedenen Figuren gleiche Bezugszeichen gleichen oder ähnlichen Komponenten entsprechen, ist in 1 ein schematisches Komponentendiagramm eines Hybridfahrzeugs 100 gezeigt. Eine Maschine 110 ist mit einer Elektromaschine wie z. B. mit einem Motor/Generator 112 über eine erste und eine zweite Riemenscheibe 114, 116, die durch einen Riemen 118 verbunden sind, antreibend verbunden.In the drawings, in which identical reference symbols correspond to identical or similar components in all the different figures, in 1 a schematic component diagram of a hybrid vehicle 100 shown. A machine 110 is with an electric machine such. B. with a motor / generator 112 via a first and a second pulley 114 , 116 that by a strap 118 are connected, drivingly connected.
Die Maschine 110 kann eine Brennkraftmaschine wie z. B. eine Benzinmaschine mit Funkenzündung oder eine Dieselmaschine mit Kompressionszündung sein. Die Maschine 110 ist leicht anpassbar, um ihre verfügbare Leistung zu einem Getriebe (nicht dargestellt) mit einem Bereich von Betriebsdrehzahlen zu liefern. Das Hybridfahrzeug 100 ist nur als erläuternde Anwendung vorgesehen, in die die vorliegende Erfindung integriert werden kann. Die beanspruchte Erfindung ist nicht auf die in den Zeichnungen gezeigte spezielle Anordnung begrenzt. Ferner wurde das hier dargestellte Hybridfahrzeug 100 stark vereinfacht, wie vom Fachmann auf dem Gebiet erkannt wird.The machine 110 can an internal combustion engine such. B. be a gasoline engine with spark ignition or a diesel engine with compression ignition. The machine 110 is easily adjustable to deliver its available power to a transmission (not shown) with a range of operating speeds. The hybrid vehicle 100 is intended only as an illustrative application into which the present invention may be incorporated. The invention as claimed is not limited to the particular arrangement shown in the drawings. The hybrid vehicle shown here was also used 100 greatly simplified as will be recognized by those skilled in the art.
Der Motor/Generator 112 kann auch als Elektromaschine bezeichnet werden und stellt eine Vorrichtung dar, die in der Lage ist, Elektrizität aus Leistung, die durch die Maschine 110 zugeführt wird, oder Leistung, die von der kinetischen Energie des Hybridfahrzeugs 100 durch Nutzbremsen gewonnen wird, zu erzeugen. Der Motor/Generator 112 gewinnt kinetische Energie durch Erzeugen von elektrischer Energie, die dann in einer Energiespeichervorrichtung zur anschließenden Verwendung gespeichert werden kann.The motor / generator 112 Can also be referred to as an electric machine and represents a device that is able to generate electricity from power generated by the machine 110 is supplied, or power derived from the kinetic energy of the hybrid vehicle 100 is obtained by regenerative braking to generate. The motor / generator 112 gains kinetic energy by generating electrical energy which can then be stored in an energy storage device for subsequent use.
Der Fachmann auf dem Gebiet erkennt, dass andere Mechanismen als die Riemenscheiben 114, 116 und der Riemen 118 verwendet werden können, um Kraft zwischen der Maschine 110 und dem Motor/Generator 112 zu übertragen. Beispielsweise und ohne Begrenzung können die Maschine 110 und der Motor/Generator 112 über Zahnräder, Ketten und Kettenräder antreibend verbunden sein oder direkt durch eine Welle oder Hohlwelle verbunden sein.Those skilled in the art will recognize mechanisms other than the pulleys 114 , 116 and the strap 118 can be used to force between the machine 110 and the motor / generator 112 transferred to. For example and without limitation, the machine can 110 and the motor / generator 112 be connected drivingly via gears, chains and sprockets or be connected directly by a shaft or hollow shaft.
Der Motor/Generator 112 ist mit einer Hybridschaltung 120 elektrisch verbunden. Eine Hybridbatterie 122 wirkt als Energiespeichervorrichtung für die Hybridschaltung 120 und kann eine chemische Batterie sein. Ein Wechselrichter/Gleichrichter 124 ist mit dem Motor/Generator 112 und der Hybridbatterie 122 elektrisch verbunden und ermöglicht eine Umwandlung zwischen Gleichstrom (DC) und Wechselstrom (AC). Die Steuereinheit (nicht dargestellt) oder der Controller wird zum Regeln des Austauschs von elektrischer Leistung zwischen der Hybridbatterie 122 und dem Motor/Generator 112 verwendet. Die Steuereinheit kann mehrere Steuermodule oder -komponenten umfassen und kann einige oder alle der Komponenten des Hybridfahrzeugs 100 überwachen, steuern und mit diesen kommunizieren. Die Steuereinheit kann den Austausch von elektrischer Leistung durch Einwirken auf den Wechselrichter 124 regeln. Ferner kann die Steuereinheit dazu konfiguriert sein, andere Aufgaben als das Regeln des Leistungsflusses auszuführen.The motor / generator 112 is with a hybrid circuit 120 electrically connected. A hybrid battery 122 acts as an energy storage device for the hybrid circuit 120 and can be a chemical battery. An inverter / rectifier 124 is with the motor / generator 112 and the hybrid battery 122 electrically connected and enables conversion between direct current (DC) and alternating current (AC). The control unit (not shown) or the controller is used to regulate the exchange of electric power between the hybrid battery 122 and the motor / generator 112 used. The control unit may include multiple control modules or components and may include some or all of the components of the hybrid vehicle 100 monitor, control and communicate with them. The control unit can exchange electrical power by acting on the inverter 124 regulate. Furthermore, the control unit can be configured to carry out tasks other than regulating the power flow.
Wenn er als Generator wirkt, liefert der Motor/Generator 112 Elektrizität, die in der Hybridbatterie 122 gespeichert werden kann. Wenn der als Motor wirkt, kann der Motor/Generator 112 Energie, die innerhalb der Hybridbatterie 122 gespeichert ist, entnehmen.When acting as a generator, the motor / generator delivers 112 Electricity that is in the hybrid battery 122 can be saved. If the acts as a motor, the motor / generator can 112 Energy that is inside the hybrid battery 122 is saved.
Das Hybridfahrzeug 100 umfasst eine Niederspannungsschaltung 130, die hier oder in den Figuren als LVC 130 bezeichnet werden kann, und ist mit der Hybridschaltung 120 elektrisch verbunden. Die Niederspannungsschaltung 130 liefert Leistung zu den Niederspannungsfahrzeuglasten 132. Diese Lasten, die auch als Nebenverbraucherlasten bezeichnet werden, können Vorrichtungen innerhalb des Hybridfahrzeugs 100 antreiben. Beispielsweise und ohne Begrenzung können audiovisuelle Systeme, die Armaturenbrettelektronik, Startermotoren, Gebläse, Klimaanlagen und Innenleuchten Niederspannungsfahrzeuglasten 132 sein, die Leistung von der Niederspannungsschaltung 130 entnehmen.The hybrid vehicle 100 includes a low voltage circuit 130 that are listed here or in the figures as LVC 130 can be referred to, and is with the hybrid circuit 120 electrically connected. The low voltage circuit 130 provides power to low voltage vehicle loads 132 . These loads, also referred to as accessory loads, can be devices within the hybrid vehicle 100 drive. For example and without limitation, audiovisual systems, dashboard electronics, starter motors, blowers, air conditioners and interior lights can all load low voltage vehicle loads 132 be the power from the low voltage circuit 130 remove.
Die Niederspannungsschaltung 130 umfasst eine Niederspannungsbatterie 134, die hier oder in den Figuren als LV-Batterie 134 bezeichnet werden kann, mit den Niederspannungsfahrzeuglasten 132 elektrisch verbunden ist und verwendet werden kann, um Leistung zum Betreiben derselben zuzuführen. Die Niederspannungsbatterie 134 kann als Zwölf-Volt-Batterie (12V-Batterie) bezeichnet werden, da die Niederspannungsschaltung 130 und die Niederspannungsfahrzeuglasten 132 dazu konfiguriert sein können, mit ungefähr zwölf Volt Potential zu arbeiten. Alternativ kann die Niederspannungsbatterie 134 auch als Start-, Beleuchtungs- und Zündungsbatterie (SLI-Batterie) bezeichnet werden.The low voltage circuit 130 includes a low voltage battery 134 shown here or in the figures as an LV battery 134 can be referred to with the low-voltage vehicle loads 132 is electrically connected and can be used to supply power to operate the same. The low voltage battery 134 can be referred to as a twelve-volt battery (12V battery) as the low-voltage circuit 130 and the low voltage vehicle loads 132 can be configured to operate at approximately twelve volts potential. Alternatively, the low voltage battery 134 Also known as starter, lighting and ignition batteries (SLI batteries).
Die Hybridschaltung 120 arbeitet mit einem höheren Potential als die Niederspannungsschaltung 130. Ein Nebenverbraucherleistungsmodul 136 ist mit der Hybridschaltung 120 elektrisch verbunden und führt Leistung zur Niederspannungsschaltung 130 mit geeigneten Pegeln zu. In Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen des Hybridfahrzeugs 100 kann das Nebenverbraucherleistungsmodul 136 die Niederspannungsfahrzeuglasten 132 direkt speisen, die Niederspannungsbatterie 134 aufladen oder eine Kombination von beidem. Die Steuereinheit kann dazu konfiguriert sein, den Betrieb des Wechselrichters 124 und des Nebenverbraucherleistungsmoduls 136 zu mischen, was eine erhöhte Effizienz ermöglicht, indem der Betrieb beider Komponenten gleichzeitig berücksichtigt wird.The hybrid circuit 120 works with a higher potential than the low voltage circuit 130 . An auxiliary power module 136 is with the hybrid circuit 120 electrically connected and leads power to the low voltage circuit 130 with suitable levels too. Depending on the operating conditions of the hybrid vehicle 100 can the auxiliary power module 136 the low voltage vehicle loads 132 feed directly, the low-voltage battery 134 recharge or a combination of both. The control unit can be configured to control the operation of the inverter 124 and the auxiliary power module 136 to mix, which allows for increased efficiency by taking into account the operation of both components at the same time.
Mit Bezug auf 2 und mit fortgesetztem Bezug auf 1 ist ein schematisches Komponentendiagramm eines herkömmlichen Fahrzeugs 200 gezeigt. Eine Maschine 210 ist mit einem Generator wie z. B. einem Drehstromgenerator 212 über eine erste und eine zweite Riemenscheibe 214, 216, die durch einen Riemen 218 verbunden sind, antreibend verbunden.Regarding 2 and with continued reference to 1 Fig. 3 is a component schematic diagram of a conventional vehicle 200 shown. A machine 210 is with a generator such. B. a three-phase generator 212 via a first and a second pulley 214 , 216 that by a strap 218 are connected, drivingly connected.
Das herkömmliche Fahrzeug 200 umfasst eine Niederspannungsschaltung 230 (LVC 230), umfasst jedoch nicht eine Hybridschaltung oder ein Nebenverbraucherleistungsmodul. Die Niederspannungsschaltung speist die Niederspannungsfahrzeuglasten 232 und umfasst eine Niederspannungsbatterie 234 ähnlich zu den in 1 gezeigten. Das herkömmliche Fahrzeug 200 umfasst ferner eine Steuereinheit (nicht dargestellt) oder einen Controller, der zum Regeln des elektrischen Leistungsflusses im herkömmlichen Fahrzeug verwendet wird. Die Steuereinheit kann direkt auf den Drehstromgenerator 212 einwirken.The conventional vehicle 200 includes a low voltage circuit 230 (LVC 230 ), but does not include a hybrid circuit or an auxiliary power module. The low voltage circuit feeds the low voltage vehicle loads 232 and includes a low voltage battery 234 similar to the in 1 shown. The conventional vehicle 200 further comprises a control unit (not shown) or a controller which is used to regulate the flow of electrical power in the conventional vehicle. The control unit can be connected directly to the alternator 212 act.
Wie hier für entweder die Hybridbatterie 122 oder die Niederspannungsbatterie 134, 234 verwendet, bezieht sich die Aufladung im Allgemeinen auf das Erhöhen des Ladungszustandes (SOC) der Batterie. Der Ladungszustand ist das Äquivalent eines Kraftstoffmessers für die Batterie; der die gespeicherte elektrische Energie darstellt, die durch das Hybridfahrzeug 100 oder das herkömmliche Fahrzeug 200 verbraucht werden kann. Die Einheiten des Ladungszustandes können als Prozentpunkte (0 % = leer; 100 % = voll) ausgedrückt werden. Die Aufladung bezieht sich im Allgemeinen auf das Erhöhen des Ladungszustandes der Batterie; und dagegen bezieht sich die Entladung im Allgemeinen auf das Verringern des Ladungszustandes der Batterie.As here for either the hybrid battery 122 or the low voltage battery 134 , 234 When used, charging generally refers to increasing the state of charge (SOC) of the battery. The state of charge is the equivalent of a fuel meter for the battery; which represents the stored electrical energy generated by the hybrid vehicle 100 or the conventional vehicle 200 can be consumed. The units of the state of charge can be expressed as percentage points ( 0 % = empty; 100% = full). Charging generally refers to increasing the battery's state of charge; and on the other hand, discharge generally refers to the lowering of the state of charge of the battery.
Mit Bezug auf 3A und 3B und mit fortgesetztem Bezug auf 1 und 2 ist ein Algorithmus 300 zum Steuern der Niederspannungsschaltung 130 des Hybridfahrzeugs 100 oder des herkömmlichen Fahrzeugs 200 gezeigt. Der Algorithmus 300 kann durch ein Steuersystem (nicht dargestellt) als Teil beispielsweise des Hybridsteuermoduls (für das Hybridfahrzeug 100) oder der Maschinensteuereinheit (für das herkömmliche Fahrzeug 200) ausgeführt werden oder der Controller für den Algorithmus 300 kann in ein separates Steuersystem oder eine separate Steuerstruktur integriert sein.Regarding 3A and 3B and with continued reference to 1 and 2 is an algorithm 300 to control the low voltage circuit 130 of the hybrid vehicle 100 or des conventional vehicle 200 shown. The algorithm 300 can be controlled by a control system (not shown) as part of, for example, the hybrid control module (for the hybrid vehicle 100 ) or the engine control unit (for the conventional vehicle 200 ) or the controller for the algorithm 300 can be integrated into a separate control system or structure.
In 3A beginnt der Algorithmus 300 in einem Einleitungs- oder Startschritt 310, während welcher Zeit der Algorithmus 300 Betriebsbedingungen des Fahrzeugs 100, 200 überwacht. Der Algorithmus 300 kann kontinuierlich oder intermittierend zahlreiche Bedingungen des Fahrzeugs 100, 200 überwachen.In 3A the algorithm begins 300 in an introductory or starting step 310 during what time the algorithm 300 Vehicle operating conditions 100 , 200 supervised. The algorithm 300 can continuously or intermittently undergo numerous conditions of the vehicle 100 , 200 monitor.
Der Algorithmus 300 stellt als nächstes fest, ob überschüssige Last vom Motor/Generator 112 oder Drehstromgenerator 212 verfügbar ist. Die überschüssige Last bezieht sich im Allgemeinen auf Bedingungen des Hybridfahrzeugs 100 oder des herkömmlichen Fahrzeugs 200, die zusätzliche elektrische Erzeugungskapazität ermöglichen oder ergeben, um die Anforderung des Fahrers zu erfüllen. Überschüssige Last kann vorkommen, wenn das Hybridfahrzeug 100 oder das herkömmliche Fahrzeug 200 abbremst, so dass die kinetische Energie des Hybridfahrzeugs 100 oder des herkömmlichen Fahrzeugs 200 in elektrische Energie überführt werden kann.The algorithm 300 next determines if there is excess load from the motor / generator 112 or alternator 212 is available. The excess load generally relates to conditions of the hybrid vehicle 100 or the conventional vehicle 200 that enable or result in additional electrical generating capacity to meet the driver's requirement. Excess load can occur when the hybrid vehicle 100 or the conventional vehicle 200 brakes so that the kinetic energy of the hybrid vehicle 100 or the conventional vehicle 200 can be converted into electrical energy.
Wenn überschüssige Last verfügbar ist, kann der Algorithmus 300 einiges oder alles dieser überschüssigen Last gewinnen können und sie als Energie in der Niederspannungsbatterie 134, 234 speichern. Das Speichern von überschüssiger Last als elektrische Energie in der Niederspannungsbatterie 134, 234 kann zu einer Verringerung der gesamten Kraftstoffnutzung (einer Erhöhung der Kraftstoffsparsamkeit) führen und kann die Menge an kinetischer Energie, die durch Reibungsbremsen verschwendet wird, verringern. Ferner wird die Niederspannungsbatterie 134, 234 ohne Verbrennung von zusätzlichem Kraftstoff in der Maschine 110, 210 für den speziellen Zweck der Aufladung der Niederspannungsbatterie 134, 234 aufgeladen.If excess load is available, the algorithm can 300 can gain some or all of this excess load and use it as energy in the low voltage battery 134 , 234 to save. The storage of excess load as electrical energy in the low-voltage battery 134 , 234 can lead to a decrease in overall fuel economy (an increase in fuel economy) and can decrease the amount of kinetic energy wasted on friction brakes. Furthermore, the low voltage battery 134 , 234 without burning additional fuel in the machine 110 , 210 for the special purpose of charging the low voltage battery 134 , 234 charged.
Schritt 312 stellt fest, ob der Algorithmus 300 an einem Hybrid- (100) oder herkömmlichen Fahrzeug (200) implementiert wird. In Abhängigkeit vom Fahrzeugtyp stellt der Algorithmus 300 in den Schritten 314 bzw. 316 fest, ob eine negative Drehmomentanforderung besteht oder ob die Bremse durch den Fahrer des Fahrzeugs 100, 200 angewendet wird. Die „negative Drehmomentanforderung“ bezieht sich auf die Controllerinterpretation, dass der Fahrer das Fahrzeug abbremsen wollen würde, was ein negatives Kurbelwellendrehmoment anfordert. Eine negative Drehmomentanforderung oder eine Anwendung der Bremsen weist darauf hin, dass der Fahrer eine Abbremsung anfordert, während der das Fahrzeug 100, 200 an kinetischer Energie verliert.step 312 determines whether the algorithm 300 on a hybrid ( 100 ) or conventional vehicle ( 200 ) is implemented. Depending on the vehicle type, the algorithm 300 in the steps 314 or. 316 determines whether there is a negative torque request or whether the brake is being applied by the driver of the vehicle 100 , 200 is applied. The "negative torque request" refers to the controller interpretation that the driver would want to brake the vehicle, which is requesting a negative crankshaft torque. A negative torque request or application of the brakes indicates that the driver is requesting deceleration while the vehicle is running 100 , 200 loses kinetic energy.
Die Abbremsung kann durch Umsetzen dieser kinetischen Energie in Wärmeenergie über Reibungsbremsen durchgeführt werden. Alternativ kann eine ähnliche Abbremsrate durch Umsetzen dieser kinetischen Energie in eine Kombination von (verringerter) Wärmeenergie über die Reibungsbremsen und elektrischer Nutzbremsenergie bewerkstelligt werden. Um das elektrische Nutzbremsen durchzuführen, muss jedoch entweder die Hybridbatterie 122 oder die Niederspannungsbatterie 134, 234 eine zunehmende Ladung annehmen (und die erzeugte elektrische Energie speichern) können.The braking can be carried out by converting this kinetic energy into thermal energy using friction brakes. Alternatively, a similar rate of deceleration can be achieved by converting this kinetic energy into a combination of (reduced) thermal energy via the friction brakes and electrical regenerative braking energy. In order to perform the electric regenerative braking, however, either the hybrid battery 122 or the low voltage battery 134 , 234 accept an increasing charge (and store the generated electrical energy).
Wenn weder eine negative Drehmomentanforderung im Hybridfahrzeug 100 noch eine Anwendung der Bremse im herkömmlichen Fahrzeug 200 besteht, geht der Algorithmus 300 zu einem Austrittspfad weiter, der hier genauer beschrieben wird. Wenn eine Abbremsanforderung besteht, wird der Algorithmus 300 verwendet, um festzustellen, ob der Motor/Generator 112 oder Drehstromgenerator 212 verwendet werden kann, um das Fahrzeug 100, 200 durch die Erzeugung von Energie mit Nutzbremsen zu verlangsamen, und ob diese Energie entweder in der Hybridbatterie 122 oder in der Niederspannungsbatterie 134, 234 gespeichert werden kann.If neither a negative torque request in the hybrid vehicle 100 Another application of the brake in conventional vehicles 200 the algorithm goes 300 to an exit path, which is described in more detail here. If there is a deceleration request, the algorithm will 300 used to determine if the motor / generator is 112 or alternator 212 can be used to drive the vehicle 100 , 200 slowing down by generating energy with regenerative braking, and whether this energy is either in the hybrid battery 122 or in the low voltage battery 134 , 234 can be saved.
In Schritt 318 stellt der Algorithmus 300 fest, ob die Hybridbatterie 122 in der Lage ist, die Echtzeitaufladungslast, die vom Motor/Generator 112 verfügbar ist, zu speichern. Wenn die Hybridbatterie 122 hinsichtlich der Ladung begrenzt ist und die verfügbare Leistung vom Motor/Generator 112 nicht speichern oder annehmen kann, ist überschüssige Last verfügbar, die der Algorithmus 300 versucht zu gewinnen und in der Niederspannungsbatterie 134 zu speichern. Wenn die Hybridbatterie 122 in der Lage ist, die Ladung zu gewinnen und zu speichern, geht der Algorithmus 300 zum Austrittspfad weiter.In step 318 provides the algorithm 300 determine whether the hybrid battery 122 is able to use the real-time recharge load coming from the motor / generator 112 is available to save. When the hybrid battery 122 is limited in terms of charge and the available power from the motor / generator 112 cannot save or accept, excess load is available to the algorithm 300 tried to win and in the low voltage battery 134 save. When the hybrid battery 122 is able to capture and store the charge, the algorithm goes 300 continue to the exit path.
Die Hybridbatterie 122 kann hinsichtlich der Ladung begrenzt sein und daher die verfügbare elektrische Energieladung unter den Bedingungen eines hohen Ladungszustandes (SOC), von kalten Batterietemperaturen, heißen Batterietemperaturen oder einem hohen Alter nicht annehmen können. Damit die Hybridbatterie 122 ihren Ladungszustand erhöht, kann die Hybridbatterie 122 innerhalb eines Temperaturbereichs liegen müssen (z. B. oberhalb einer minimalen Temperatur und unterhalb einer maximalen Temperatur). Wenn die Hybridbatterie 122 hinsichtlich der Ladung begrenzt ist und die überschüssige Generatorlast nicht durch den Algorithmus 300 gewonnen wird, kann die negative Drehmomentanforderung durch die Anwendung der Bremsen oder durch Maschinenbremsen erfüllt werden.The hybrid battery 122 can be limited in terms of charge and therefore cannot accept the available electrical energy charge under conditions of a high state of charge (SOC), cold battery temperatures, hot battery temperatures or old age. So the hybrid battery 122 If its state of charge increases, the hybrid battery can 122 must be within a temperature range (e.g. above a minimum temperature and below a maximum temperature). When the hybrid battery 122 is limited in terms of charge and the excess generator load is not affected by the algorithm 300 is obtained, the negative torque requirement can be met by applying the brakes or by machine braking.
In Schritt 320 stellt der Algorithmus 300 fest, ob das herkömmliche Fahrzeug 200 Kriterien für Nutzbremsen über erhöhte Drehstromgeneratorlast erfüllt, die durch die Niederspannungsbatterie 234 gewonnen werden kann. Die Bedingungen des herkömmlichen Fahrzeugs 200, die in Schritt 320 überwacht und ausgewertet werden, können ohne Begrenzung umfassen: Fahrzeuggeschwindigkeit, die Dauer und das Ausmaß der Anwendung des Bremspedals, irgendeine Abweichung von einer Kriech-/Leerlaufabbremsrate, einen Maschinendrehmomentbefehl und einen Kraftstoff-Ein/Aus-Zustand. Wenn die Fahrzeugkriterien nicht erfüllt werden können, geht der Algorithmus 300 zum Austrittspfad weiter und es besteht keine zusätzliche Generatorlast, wenn sich das Fahrzeug in Abbremsung befindet.In step 320 provides the algorithm 300 determine whether the conventional vehicle 200 Criteria for regenerative braking met via increased alternator load caused by the low voltage battery 234 can be won. The conditions of the conventional vehicle 200 that in step 320 monitored and evaluated may include, without limitation: vehicle speed, the duration and extent of application of the brake pedal, any deviation from a creep / idle deceleration rate, an engine torque command and a fuel on / off condition. If the vehicle criteria cannot be met, the algorithm goes 300 continue to the exit path and there is no additional generator load when the vehicle is braking.
Die Fahrzeugbedingungen können nicht erfüllt werden können, beispielsweise da die Bremsanforderung des Fahrers zu klein ist und das herkömmliche Fahrzeug 200 aufgrund der natürlichen Fahrzeugdynamik und -effizienzen ausreichend verlangsamt. Daher ist der Drehstromgenerator 212 nicht erforderlich, um das herkömmliche Fahrzeug 200 zu verlangsamen, und es besteht keine zusätzliche Generatorlast, die zum Gewinnen durch den Algorithmus 300 verfügbar ist.The vehicle conditions cannot be met, for example because the driver's braking requirement is too small and the conventional vehicle 200 slowed down sufficiently due to the natural vehicle dynamics and efficiencies. Hence the alternator 212 not required to the conventional vehicle 200 to slow down, and there is no additional generator load that the algorithm has to gain 300 is available.
In Schritt 322 liest der Algorithmus 300 die nominale Spannung für die Niederspannungsschaltung 130, 230. Die nominale Spannung für die Niederspannungsschaltung 130, 230 ist der gewünschte Spannungssollwert, um die Bedürfnisse der Niederspannungsschaltung 130, 230 zu erfüllen; z. B. um die Niederspannungsfahrzeuglasten 132, 232 zu speisen und, falls erforderlich, die Niederspannungsbatterie 134, 234 aufzuladen.In step 322 reads the algorithm 300 the nominal voltage for the low voltage circuit 130 , 230 . The nominal voltage for the low voltage circuit 130 , 230 is the desired voltage setpoint to meet the needs of the low voltage circuit 130 , 230 to meet; z. B. the low voltage vehicle loads 132 , 232 and, if necessary, the low voltage battery 134 , 234 to charge.
In Schritt 324 liest oder berechnet der Algorithmus 300 den Ladungszustand der Niederspannungsbatterie 134, 234. Der Ladungszustand kann durch die Steuereinheit oder separate Steuerungen geliefert werden oder kann durch den Controller aus mehreren Faktoren (wie z. B. Strom, Spannung, Temperatur und so weiter) berechnet werden. Das Lesen des Ladungszustandes stellt fest, ob die Niederspannungsbatterie 134, 234 in der Lage ist, Energie zu empfangen und zu speichern, die aus überschüssiger Last vom Motor/Generator 112 oder Drehstromgenerator 212 gewonnen wird.In step 324 reads or calculates the algorithm 300 the state of charge of the low-voltage battery 134 , 234 . The state of charge can be supplied by the control unit or separate controllers, or can be calculated by the controller from several factors (such as current, voltage, temperature and so on). Reading the state of charge determines whether the low voltage battery 134 , 234 is able to receive and store energy from excess load from the motor / generator 112 or alternator 212 is won.
In Schritt 326 stellt der Algorithmus 300 fest, ob der Ladungszustand der Niederspannungsbatterie 134, 234 unter dem maximalen Ladungszustand liegt. Wenn der Ladungszustand bereits auf seinem Maximum liegt, ist die Niederspannungsbatterie 134, 234 nicht in der Lage, zusätzliche elektrische Energie anzunehmen, und im Wesentlichen kann nirgends die überschüssige Last vom Motor/Generator 112 oder Drehstromgenerator 212 gespeichert werden, und der Algorithmus 300 begibt sich zum Austrittspfad. Wenn jedoch der Ladungszustand unter seinem Maximum liegt, kann die Niederspannungsbatterie 134, 234 zum Speichern von Energie durch Nutzbremsen verfügbar sein, und der Algorithmus 300 bewegt sich über einen Fortsetzungspfad A zu Schritt 328 (in 3B gezeigt).In step 326 provides the algorithm 300 determines whether the state of charge of the low-voltage battery 134 , 234 is below the maximum state of charge. When the state of charge is already at its maximum, the low voltage battery is 134 , 234 unable to accept additional electrical energy, and essentially nowhere can the excess load from the motor / generator 112 or alternator 212 saved, and the algorithm 300 goes to the exit path. However, if the state of charge is below its maximum, the low voltage battery can 134 , 234 to be available for storing energy through regenerative braking, and the algorithm 300 moves to step via a continuation path A. 328 (in 3B shown).
In Schritt 328 stellt der Algorithmus 300 fest, ob die Spannung der Niederspannungsschaltung 130, 230 unter der maximalen Spannung liegt. Wenn die Spannung bereits auf ihrem Maximum liegt, kann das Erhöhen der befohlenen Spannung für die Niederspannungsschaltung 130, 230 eine Beschädigung an Komponenten, die die Niederspannungsfahrzeuglasten 132, 232 bilden, oder an der Niederspannungsbatterie 134, 234 verursachen, und der Algorithmus 300 begibt sich zum Austrittspfad. Wenn die Spannung der Niederspannungsschaltung 130, 230 erhöht werden kann, kann der Algorithmus 300 das Gewinnen und Speichern der überschüssigen Last vom Motor/Generator 112 oder Drehstromgenerator 212 beginnen.In step 328 provides the algorithm 300 determine whether the voltage of the low-voltage circuit 130 , 230 is below the maximum voltage. If the voltage is already at its maximum, increasing the commanded voltage for the low voltage circuit can be done 130 , 230 damage to components that the low voltage vehicle loads 132 , 232 form, or on the low-voltage battery 134 , 234 cause, and the algorithm 300 goes to the exit path. When the voltage of the low voltage circuit 130 , 230 can be increased, the algorithm can 300 capturing and storing the excess load from the motor / generator 112 or alternator 212 begin.
In Schritt 330 beginnt der Algorithmus 300, die stationären Einstellungen der Niederspannungsschaltung 130, 230 durch Erhöhen des Sollwerts für die Niederspannungsbatterie 134, 234 aufzuheben. Für das Hybridfahrzeug 100 wird dies durch Erhöhen des befohlenen Spannungssollwerts für das Nebenverbraucherleistungsmodul 136 durchgeführt. Für das herkömmliche Fahrzeug 200 wird dies durch Erhöhen des befohlenen Spannungssollwerts für den Drehstromgenerator 212 durchgeführt. Das Erhöhen des Sollwerts ermöglicht, dass die Niederspannungsbatterie 134, 234 ihren Ladungszustand erhöht, indem sie Strom aufnimmt und Energie speichert. Diese Erhöhung des Ladungszustandes der Niederspannungsbatterie 134, 234 wird von der überschüssigen Energie abgeleitet, die durch Nutzbremsen durch den Motor/Generator 122 oder Drehstromgenerator 212 gewonnen wird.In step 330 the algorithm begins 300 , the stationary settings of the low-voltage circuit 130 , 230 by increasing the setpoint for the low voltage battery 134 , 234 cancel. For the hybrid vehicle 100 it does this by increasing the commanded voltage setpoint for the accessory power module 136 carried out. For the conventional vehicle 200 it does this by increasing the commanded voltage setpoint for the alternator 212 carried out. Increasing the set point enables the low voltage battery 134 , 234 increases its state of charge by consuming electricity and storing energy. This increase in the state of charge of the low voltage battery 134 , 234 is derived from the excess energy generated by regenerative braking by the motor / generator 122 or alternator 212 is won.
Die überschüssige Last, die in der Niederspannungsbatterie 134, 234 gewonnen wird, würde ansonsten ohne die hier beschriebenen Handlungen verloren gehen. Ohne den Algorithmus 300, der die überschüssige Last gewinnt, würde eine Erhöhung des Ladungszustandes der Niederspannungsbatterie 134, 234 das Erhöhen des Leistungsflusses von der Maschine 110, 210 oder das Entnehmen von Leistung von der Hybridbatterie 122 erfordern. Der Algorithmus 300 erhöht den Ladungszustand der Niederspannungsbatterie 134, 234 ohne Verbrennen von zusätzlichem Kraftstoff und kann daher eine Kraftstoffsparsamkeitsverbesserung ergeben.The excess load that is in the low voltage battery 134 , 234 is won would otherwise be lost without the actions described here. Without the algorithm 300 gaining the excess load would increase the state of charge of the low voltage battery 134 , 234 increasing the power flow from the machine 110 , 210 or drawing power from the hybrid battery 122 require. The algorithm 300 increases the state of charge of the low voltage battery 134 , 234 without burning additional fuel and therefore can provide a fuel economy improvement.
In Schritt 332 zeichnet der Algorithmus 300 den erhöhten Sollwert der Niederspannungsbatterie 134, 234 in einem Antisulfatierungsalgorithmus auf. Die Sulfatierung liegt an der Bildung von großen, nicht leitenden Bleisulfatkristallen an den Batterieplatten. Die Bleisulfatbildung ist ein Teil jedes Aufladungs/Entladungs-Zyklus, aber im entladenen Zustand werden die Kristalle groß und blockieren den Durchgang von Strom durch den Elektrolyten.In step 332 draws the algorithm 300 the increased setpoint of the low-voltage battery 134 , 234 in an anti-sulfation algorithm. Sulphation is due to the formation of large, non-conductive lead sulphate crystals on the battery plates. Lead sulfate formation is part of every charge / discharge cycle, but when discharged the crystals become large and block the passage of current through the electrolyte.
Die Sulfatierung kann stattfinden, wenn die Niederspannungsbatterie 134, 234 für einen ausgedehnten Zeitraum nicht vollständig aufgeladen ist - d.h. wenn der Ladungszustand auf weniger als 100 % gehalten wird. Die Leistungsnutzung im Fahrzeug 100, 200 kann jedoch durch Halten des Ladungszustandes auf einen relativ niedrigen Wert verringert werden - da dies die Spannung an den Niederspannungslasten 132, 232 verringert und den Leistungsverbrauch verringert. Daher können widersprüchliche Anforderungen bestehen: Aufrechterhalten eines niedrigen Ladungszustandes für einen verringerten Leistungsverbrauch, aber Aufrechterhalten eines hohen Ladungszustandes, um die Sulfatierung zu verringern oder dieser entgegenzuwirken. Die Sulfatierung kann durch periodisches Erhöhen des Spannungssollwerts der Niederspannungsbatterie 134, 234 beseitigt werden. Die Energie für diesen Aufladungs- oder Antisulfatierungsprozess kann über eine Erhöhung der Leistung von der Maschine 110, 210 oder durch Entnehmen von in der Hybridbatterie 122 gespeicherter Energie zugeführt werden. Der Algorithmus 300 ergibt jedoch eine Erhöhung des Sollwerts der Niederspannungsbatterie 134, 234, die auch zum Antisulfatierungsprozess beitragen kann. Durch Aufzeichnen der gewonnenen Energie in der Niederspannungsbatterie 134, 234 kann daher der Antisulfatierungsalgorithmus auf eine zukünftige Antisulfatierungsaufladung der Niederspannungsbatterie 134, 234 während eines Betriebs mit Kraftstoff verzichten, wenn die zugeführte Energie nicht von überschüssiger Last stammt.The sulfation can take place when the low voltage battery 134 , 234 is not fully charged for an extended period of time - that is, when the state of charge is kept below 100%. The use of power in the vehicle 100 , 200 however, it can be reduced by keeping the state of charge to a relatively low value - as this reduces the voltage on the low voltage loads 132 , 232 and reduces power consumption. Therefore, there may be conflicting requirements: maintaining a low state of charge for reduced power consumption, but maintaining a high state of charge in order to reduce or counteract sulphation. Sulphation can be prevented by periodically increasing the voltage setpoint of the low-voltage battery 134 , 234 be eliminated. The energy for this charging or anti-sulphation process can be increased by increasing the power of the machine 110 , 210 or by removing from the hybrid battery 122 stored energy are supplied. The algorithm 300 however, results in an increase in the set point of the low voltage battery 134 , 234 which can also contribute to the antisulphation process. By recording the energy gained in the low voltage battery 134 , 234 therefore, the anti-sulfation algorithm can respond to a future anti-sulfation charge of the low voltage battery 134 , 234 dispense during operation with fuel if the energy supplied does not come from excess load.
Nach dem Aufzeichnen des Spannungsverlaufs in dem Antisulfatierungsalgorithmus geht der Algorithmus 300 zu Schritt 334 weiter und kehrt zum Startschritt 310 zurück. Durch Zurückkehren zum Startschritt 310 beurteilt der Algorithmus erneut die Fahrzeugbedingungen und, ob weitere überschüssige Generatorlast verfügbar ist oder nicht und ob der Algorithmus 300 weiterhin diese Energie in der Niederspannungsbatterie 134, 234 gewinnt.After the voltage history is recorded in the anti-sulfation algorithm, the algorithm goes 300 to step 334 continue and return to the starting step 310 back. By returning to the start step 310 the algorithm again assesses the vehicle conditions and whether or not further excess generator load is available and whether the algorithm 300 this energy continues in the low voltage battery 134 , 234 wins.
Die in der Niederspannungsbatterie 134, 234 durch den Algorithmus 300 gewonnene Energie kann anschließend verwendet werden, um die Niederspannungsfahrzeuglasten 132, 232 zu speisen, ohne zusätzliche Energie entweder von der Maschine 110, 210 oder von der Hybridbatterie 122 zu entnehmen. Die Verwendung dieser gewonnenen Energie kann durch Verzichten auf den Bedarf, die Niederspannungsfahrzeuglasten 132, 232 mit Energie von der Maschine 110, 210 zu versorgen, Kraftstoffsparsamkeitsgewinne ergeben.The ones in the low voltage battery 134 , 234 through the algorithm 300 Any recovered energy can then be used to power the low voltage vehicle loads 132 , 232 to feed without additional energy either from the machine 110 , 210 or from the hybrid battery 122 refer to. The use of this recovered energy can be done by foregoing the need that low voltage vehicle loads 132 , 232 with energy from the machine 110 , 210 to supply, result in fuel economy gains.
Der Algorithmus 300 verwendet den Austrittspfad, um die Niederspannungsschaltung 130, 230 auf stationäre Betriebsbedingungen, falls erforderlich, zurückzuführen, bevor das Verfahren beendet wird. Es ist zu beachten, dass der Austrittspfad über irgendeinen der in 3A und 3B gezeigten Punkte erreicht werden kann, einschließlich der Rückkehr zum Start 310. Der Algorithmus 300 kann auch einen Unterbrechungs- oder Abbruchauslöser umfassen, der die Implementierung des Algorithmus 300 an irgendeinem Punkt unterbricht, um zu stationären Bedingungen durch den Austrittspfad zurückzukehren.The algorithm 300 used the exit path to the low voltage circuit 130 , 230 due to steady-state operating conditions, if necessary, before terminating the procedure. Note that the exit path is via any of the in 3A and 3B points shown can be achieved, including returning to the start 310 . The algorithm 300 may also include an interrupt or abort trigger that specifies the implementation of the algorithm 300 interrupts at some point to return to steady-state conditions through the exit path.
In Schritt 350 stellt der Algorithmus 300 fest, ob die Spannung der Niederspannungsschaltung 130, 230 gegenwärtig über der nominalen Spannung liegt, was darauf hinweisen würde, dass sich das System gegenwärtig in einem Übersteuerungsmodus befindet und die Niederspannungsbatterie 134, 234 durch überschüssige Lasten vom Motor/Generator 112 oder Drehstromgenerator 212 aufgeladen wird. Wenn die Niederspannungsschaltung 130, 230 mit erhöhter Spannung arbeitet, muss der Sollwert der Niederspannungsbatterie 134, 234 nicht auf stationäre Pegel zurückgeführt werden und der Algorithmus 300 geht zu Schritt 352 weiter.In step 350 provides the algorithm 300 determine whether the voltage of the low-voltage circuit 130 , 230 is currently above nominal voltage, which would indicate that the system is currently in an overdrive mode and the low voltage battery 134 , 234 due to excess loads from the motor / generator 112 or alternator 212 being charged. When the low voltage circuit 130 , 230 works with increased voltage, the setpoint of the low voltage battery must 134 , 234 cannot be reduced to steady-state levels and the algorithm 300 goes to step 352 continue.
In Schritt 352 beginnt der Algorithmus 300, die Übersteuerungseinstellungen der Niederspannungsbatterie 134, 234 und der Niederspannungsschaltung 130, 230 zu verringern. Das Zurückführen des Sollwerts in den stationären Zustand ermöglicht, dass die Niederspannungsbatterie 134, 234 ihre gewonnene Energie durch Zuführen von Strom zum Betreiben der Niederspannungsfahrzeuglasten 132, 232 langsam entlädt. Während sich die Niederspannungsbatterie 134, 234 entlädt, wird verringerte (oder keine) Energie von der Maschine 110, 210 oder von der Hybridbatterie 122 verwendet, um die Niederspannungsfahrzeuglasten 132, 232 zu speisen. Nach dem Zurückführen der Niederspannungsschaltung 130, 230 auf die nominale Spannung geht der Algorithmus 300 zu einem Endschritt 354 weiter.In step 352 the algorithm begins 300 , the low voltage battery override settings 134 , 234 and the low voltage circuit 130 , 230 to reduce. Returning the setpoint to the steady state enables the low voltage battery 134 , 234 their energy gained by adding electricity to power the low voltage vehicle loads 132 , 232 slowly discharges. While the low voltage battery 134 , 234 discharged, there is reduced (or no) energy from the machine 110 , 210 or from the hybrid battery 122 used to the low voltage vehicle loads 132 , 232 to dine. After returning the low voltage circuit 130 , 230 the algorithm goes to the nominal voltage 300 to a final step 354 continue.
Wenn die Niederspannungsschaltung 130, 230 nicht mit erhöhter Spannung arbeitet, ist keine Handlung erforderlich und der Algorithmus 300 bewegt sich in der Richtung von Schritt 350 zum Endschritt 354. Alternativ könnte der Algorithmus 300 anstelle des Endschritts 354 für einen fortgesetzten oder Schleifenbetrieb zum Startschritt 310 zurückkehren. Der Algorithmus 300 kann sehr schnell stattfinden und als konstantes Überwachungsverfahren wirken oder kann regelmäßig in einer Schleife laufen, um die ganze verfügbare überschüssige Last vom Motor/Generator 112 oder Drehstromgenerator 212 zu gewinnen.When the low voltage circuit 130 , 230 does not work with increased voltage, no action is required and the algorithm 300 moves in the direction of step 350 to the final step 354 . Alternatively, the algorithm could 300 instead of the final step 354 for a continued or loop operation to the start step 310 to return. The algorithm 300 can take place very quickly and act as a constant monitoring process or can run regularly in a loop to remove all available excess load from Motor / generator 112 or alternator 212 to win.
Mit Bezug auf 4 und mit fortgesetztem Bezug auf 1-3B ist ein schematisches Diagramm 400 gezeigt, das Eigenschaften von ausgewählten Komponenten darstellt, die in Bezug auf die Zeit während des Betriebs des Fahrzeugs 100, 200 und der Implementierung des Algorithmus 300 aufgetragen sind. Die gezeigten Eigenschaften sind nur beispielhaft; und die exakten Werte und Beträge der Eigenschaften variieren mit dem exakten Fahrzeug 100, 200. Die gezeigten Zeitdauern I-V sind auch nur erläuternd und sollen nicht begrenzend sein oder eine Länge der Zeit darstellen, die zur Größe der gezeigten Zeitdauer direkt proportional ist.Regarding 4th and with continued reference to 1-3B is a schematic diagram 400 showing properties of selected components with respect to time during the operation of the vehicle 100 , 200 and the implementation of the algorithm 300 are applied. The properties shown are only exemplary; and the exact values and amounts of the properties vary with the exact vehicle 100 , 200 . The time periods IV shown are also only illustrative and are not intended to be limiting or represent a length of time that is directly proportional to the size of the time period shown.
Die Linie 410 stellt die Niederspannungsfahrzeuglasten 132, 232 dar. Die Linie 420 stellt den Sollwert der Niederspannungsbatterie 134, 234 dar. Die Linie 430 stellt die durch die Niederspannungsschaltung 130, 230 entnommene Leistung dar. Im Hybridfahrzeug 100 kann die Linie 430 auch den Sollwert des Nebenverbraucherleistungsmoduls 136 darstellen. Die Linie 440 stellt die Richtung des Stromflusses zur Niederspannungsbatterie 134, 234 dar.The line 410 represents the low voltage vehicle loads 132 , 232 represent. The line 420 sets the setpoint of the low-voltage battery 134 , 234 represent. The line 430 represents the through the low voltage circuit 130 , 230 power drawn. In the hybrid vehicle 100 can the line 430 also the setpoint of the auxiliary power module 136 represent. The line 440 sets the direction of current flow to the low voltage battery 134 , 234 represent.
Die Zeitdauer I stellt einen anfänglichen oder stationären Betrieb dar. Während der Zeitdauer I sind die Niederspannungsfahrzeuglasten 132, 232 als relativ niedrig auf der Linie 410 gezeigt. Die Niederspannungsbatterie 134, 234 ist auf einen ersten Spannungssollwert gesetzt. In vielen Anwendungen des Algorithmus 300 kann der erste Spannungssollwert (der auch als stationärer Sollwert bezeichnet werden kann) für die Niederspannungsbatterie 134, 234 ungefähr 12,5-13,8 Volt oder andere Sollwerte, die für den Fachmann auf dem Gebiet erkennbar sind, sein. Da die Niederspannungsfahrzeuglasten 132, 232 relativ niedrig sind, ist die durch die Niederspannungsschaltung 130, 230 entnommene Leistung auch relativ niedrig, wie auf der Linie 430 gezeigt. Die Niederspannungsbatterie 134, 234 lädt sich weder auf (nach oben, wie in 4 zu sehen) noch entlädt sie sich (nach unten, wie in 4 zu sehen), wie auf der Linie 440 gezeigt.The period I represents initial or steady-state operation. During the period I are the low voltage vehicle loads 132 , 232 than relatively low on the line 410 shown. The low voltage battery 134 , 234 is set to a first voltage setpoint. In many applications of the algorithm 300 can be the first voltage setpoint (which can also be referred to as the stationary setpoint) for the low-voltage battery 134 , 234 approximately 12.5-13.8 volts or other setpoints apparent to those skilled in the art. As the low voltage vehicle loads 132 , 232 are relatively low, that is due to the low voltage circuit 130 , 230 drawn power also relatively low, as on the line 430 shown. The low voltage battery 134 , 234 neither charges (upwards, as in 4th to see) nor does it discharge (downwards, as in 4th to see) as on the line 440 shown.
Die Zeitdauer II stellt eine Erhöhung der Niederspannungsfahrzeuglasten 132, 232 dar, wie durch die relative Erhöhung in der Linie 410 gezeigt. Diese Erhöhung kann aufgrund von zusätzlichen Gebläsen, die im Fahrgastraum laufen, oder des Einschaltens einer zusätzlichen audiovisuellen Ausrüstung stattfinden. Die Niederspannungsbatterie 134, 234 bleibt auf ihren stationären Pegel gesetzt.The period II represents an increase in the low voltage vehicle loads 132 , 232 as represented by the relative increase in the line 410 shown. This increase may be due to additional fans running in the passenger compartment or the switching on of additional audiovisual equipment. The low voltage battery 134 , 234 remains set at its stationary level.
Um die Erhöhung der Niederspannungsfahrzeuglasten 132, 232 während der Zeitdauer II abzugleichen, nimmt die durch die Niederspannungsschaltung 130, 230 entnommene Leistung auch zu, wie auf der Linie 430 gezeigt. Der Batteriestrom, der auf der Linie 440 gezeigt ist, ändert sich jedoch nicht. Dies liegt daran, dass die Sollwertspannung sich nicht geändert hat. Das Aufladen und Entladen der Niederspannungsbatterie 134, 234 wird nur durch Ändern der Spannung an den Batterieanschlüssen durchgeführt. Der erhöhte Leistungsbedarf wird durch das Nebenverbraucherleistungsmodul 136 für das Hybridfahrzeug 100 und den Drehstromgenerator 212 für das herkömmliche Fahrzeug 200 erfüllt. Das Hybridfahrzeug 100 kann diese Leistung von der Hybridbatterie 122, vom Motor/Generator 112 oder einer Kombination davon beziehen. Für das herkömmliche Fahrzeug 200 wird die zusätzliche Last durch den Drehstromgenerator 212 zugeführt. Obwohl die Zeitdauer II für Erläuterungszwecke gezeigt ist, schreiten viele Vorgänge des Algorithmus 300 bei der Verwendung unmittelbar von der Zeitdauer I zur Zeitdauer III fort, da die Nebenverbraucherlasten nicht zunehmen müssen, damit der Algorithmus 300 feststellt, ob überschüssige Generatorlast gewonnen werden kann.About the increase in low voltage vehicle loads 132 , 232 to adjust during the period II, which takes place through the low-voltage circuit 130 , 230 withdrawn power too, as on the line 430 shown. The battery power that is on the line 440 shown but does not change. This is because the setpoint voltage has not changed. The charging and discharging of the low voltage battery 134 , 234 is only done by changing the voltage on the battery terminals. The increased power requirement is due to the auxiliary power module 136 for the hybrid vehicle 100 and the alternator 212 for the conventional vehicle 200 Fulfills. The hybrid vehicle 100 can get this power from the hybrid battery 122 , from the motor / generator 112 or a combination thereof. For the conventional vehicle 200 becomes the additional load from the alternator 212 fed. Although period II is shown for illustrative purposes, many of the operations of the algorithm are in progress 300 when used immediately from time period I to time period III, since the auxiliary loads do not have to increase for the algorithm 300 determines whether excess generator load can be recovered.
Die Zeitdauer III stellt die Erkennung durch den Algorithmus 300, dass überschüssige Last vom Motor/Generator 112 oder Drehstromgenerator 212 verfügbar ist, dar. Wenn der Algorithmus 300 feststellt, dass die Bedingungen zum Gewinnen dieser überschüssigen Last mit der Niederspannungsbatterie 134, 234 zufriedenstellend sind, wird der Sollwert für die Niederspannungsbatterie 134, 234 erhöht, wie auf der Linie 420 gezeigt. Das Erhöhen des Spannungssollwerts erhöht proportional die von den Fahrzeuglasten verwendete Leistung, selbst wenn keine zusätzlichen Lasten eingeschaltet wurden. Da jedoch keine zusätzlichen Lasten angefordert werden, ist diese proportionale Erhöhung auf der Linie 410 nicht gezeigt.The time period III represents the recognition by the algorithm 300 that excess load from the motor / generator 112 or alternator 212 is available, if the algorithm 300 determines that the conditions to gain this excess load with the low voltage battery 134 , 234 are satisfactory, the setpoint for the low voltage battery 134 , 234 increased as on the line 420 shown. Increasing the voltage setpoint proportionally increases the power used by the vehicle loads, even if no additional loads have been turned on. However, since no additional loads are being requested, this proportional increase is on the line 410 Not shown.
Mit dem erhöhten Sollwert für die Niederspannungsbatterie 134, 234 nimmt die durch die Niederspannungsschaltung 130, 230 entnommene Leistung auch zu, wie auf der Linie 430 gezeigt. Diese zusätzliche Leistung wird zwischen den Niederspannungsfahrzeuglasten 132, 232 und der Niederspannungsbatterie 134, 234 aufgeteilt. Die Niederspannungsbatterie 134, 234 wird vom ersten Spannungssollwert (wie in den Zeitdauern I und II gezeigt) auf einen zweiten Spannungssollwert erhöht, der höher ist und ermöglicht, dass sich die Niederspannungsbatterie 134, 234 auflädt. Wie auf der Linie 440 gezeigt, beginnt die Niederspannungsbatterie 134, 234, Strom zu entnehmen und Energie zu speichern, indem sie ihren Ladungszustand erhöht.With the increased setpoint for the low voltage battery 134 , 234 takes the through the low voltage circuit 130 , 230 withdrawn power too, as on the line 430 shown. This extra power is between the low voltage vehicle loads 132 , 232 and the low voltage battery 134 , 234 divided up. The low voltage battery 134 , 234 is increased from the first voltage setpoint (as shown in periods I and II) to a second voltage setpoint, which is higher and allows the low voltage battery to run 134 , 234 charges. Like on the line 440 shown, the low voltage battery starts 134 , 234 To draw electricity and store energy by increasing their state of charge.
Die Zeitdauer IV stellt die Erkennung durch den Algorithmus 300, entweder dass keine überschüssige Last mehr verfügbar ist oder dass die Niederspannungsbatterie 134, 234 die zusätzliche Energie nicht mehr annehmen kann, dar, und folglich tritt der Algorithmus 300 in den Austrittspfad zurück in Richtung der Bedingungen, bevor der Algorithmus 300 aktiviert wird, ein, wie z. B. jene, die in der Zeitdauer I oder Zeitdauer II gezeigt sind. In der Zeitdauer IV wird der Spannungssollwert für die Niederspannungsbatterie 134, 234 allmählich verringert, wie auf der Linie 420 gezeigt. Wie auf der Linie 430 gezeigt, nimmt die gesamte durch die Niederspannungsschaltung 130, 230 entnommene Leistung auf unter den Anfangszustand ab, selbst wenn die Fahrzeuglasten auf der Linie 410 konstant bleiben. Dies liegt daran, dass der Ladungszustand der Niederspannungsbatterie 134, 234 erhöht wurde. Da nun die Sollwertspannung verringert wird, beginnt die Niederspannungsbatterie 134, 234, sich in die Niederspannungsschaltung 130, 230 zu entladen. Dies verringert die effektive Last am Nebenverbraucherleistungsmodul 136 für das Hybridfahrzeug 100 oder am Drehstromgenerator 212 für das herkömmliche Fahrzeug 200.The time duration IV represents the recognition by the algorithm 300 , either that no excess load is available or that the low voltage battery 134 , 234 the additional energy can no longer accept, and consequently the algorithm occurs 300 in the exit path back towards the conditions before the algorithm 300 is activated, a, such. B. those shown in Period I or Period II. In the period IV, the voltage setpoint for the low-voltage battery 134 , 234 gradually decreased as on the line 420 shown. Like on the line 430 shown takes the whole through the low voltage circuit 130 , 230 withdrawn power to decrease below the initial condition even when the vehicle loads on the line 410 stay constant. This is because the state of charge of the low voltage battery 134 , 234 was increased. As the setpoint voltage is now reduced, the low voltage battery begins 134 , 234 to get into the low-voltage circuit 130 , 230 to unload. This reduces the effective load on the auxiliary power module 136 for the hybrid vehicle 100 or on the alternator 212 for the conventional vehicle 200 .
Während der Zeitdauer IV werden die Niederspannungsfahrzeuglasten 132, 232 entweder ganz oder teilweise durch Energie gespeist, die in der Niederspannungsbatterie 134, 234 gespeichert ist. Daher weist die Niederspannungsschaltung 130, 230 einen verringerten elektrischen Ausgang auf. Wenn sie die Niederspannungsfahrzeuglasten 132, 232 speist, entlädt sich die Niederspannungsbatterie 134, 234, wie auf der Linie 440 gezeigt.During the period IV, the low voltage vehicle loads 132 , 232 either wholly or partially powered by energy contained in the low voltage battery 134 , 234 is stored. Therefore, the low voltage circuit 130 , 230 decreased electrical output. When they are the low voltage vehicle loads 132 , 232 feeds, the low-voltage battery discharges 134 , 234 as on the line 440 shown.
Die Zeitdauer V stellt die Rückkehr zum vorherigen stationären Betrieb dar, die in diesem Beispiel die Zeit II war. Die Zeitdauer V kann alternativ zu den in der Zeitdauer I gezeigten Betriebsbedingungen zurückkehren und hängt nicht vom Pegel an Leistung, die für die Nebenverbraucher in der Niederspannungsschaltung 130, 230 entnommen wird, ab.The time period V represents the return to the previous stationary operation, which in this example was time II. The time period V can alternatively return to the operating conditions shown in the time period I and does not depend on the level of power that is required for the secondary consumers in the low-voltage circuit 130 , 230 is taken from.
Wenn das Fahrzeug 100, 200 von der Zeitdauer IV zu V übergeht, sind die Niederspannungsfahrzeuglasten 132, 232 auf der Linie 410 auf den relativ niedrigen Pegel zurückkehrend gezeigt. Der Sollwert der Niederspannungsbatterie 134, 234 wird vom zweiten Spannungssollwert auf den ersten Spannungssollwert (den stationären Pegel) zurückgeführt. Nachdem die Niederspannungsbatterie 134, 234 die durch das Nutzbremsen gewonnene Energie entlädt, kehrt sie zum stationären Strom zurück, wie auf der Linie 440 gezeigt, und lädt sich weder auf noch entlädt sie sich. Da die Niederspannungsbatterie 134, 234 keine Leistung mehr für die Niederspannungsfahrzeuglasten 132, 232 zuführt, entnimmt die Niederspannungsschaltung 130, 230 Leistung für diesen Zweck vom Nebenverbraucherleistungsmodul 136 oder Drehstromgenerator 212. Dies ist durch die Linie 430 gezeigt.When the vehicle 100 , 200 transitions from period IV to V are the low voltage vehicle loads 132 , 232 on the line 410 shown returning to the relatively low level. The setpoint of the low voltage battery 134 , 234 is fed back from the second voltage setpoint to the first voltage setpoint (the steady-state level). After the low voltage battery 134 , 234 discharging the energy gained by regenerative braking, it returns to the steady-state current, as on the line 440 shown, and neither charges nor discharges. Because the low voltage battery 134 , 234 no more power for the low voltage vehicle loads 132 , 232 supplies, removes the low-voltage circuit 130 , 230 Power for this purpose from the auxiliary power module 136 or alternator 212 . This is through the line 430 shown.
Die Zeitdauer III stellt das Gewinnen von ansonsten überschüssiger Energie vom Motor/Generator 112 oder Drehstromgenerator 212 dar. Die Zeitdauer IV stellt die Verwendung dieser Energie zum Speisen der Niederspannungsfahrzeuglasten 132, 232 ohne Verwendung von zusätzlichem Kraftstoff von der Maschine 110, 210 dar.The period III represents the recovery of otherwise excess energy from the motor / generator 112 or alternator 212 The period IV represents the use of this energy to power the low voltage vehicle loads 132 , 232 without using additional fuel from the machine 110 , 210 represent.
Obwohl die vorliegende Erfindung in Bezug auf Kraftfahrzeuganwendungen im Einzelnen beschrieben ist, erkennt der Fachmann auf dem Gebiet die breitere Anwendbarkeit der Erfindung. Der Fachmann auf dem Gebiet erkennt, dass Begriffe wie z. B. „über“, „unter“, „aufwärts“, „abwärts“ und so weiter, zur Beschreibung der Figuren verwendet werden und keine Begrenzungen für den Schutzbereich der Erfindung, wie durch die beigefügten Ansprüche definiert, darstellen. Die besten Arten und weitere Ausführungsformen zur Ausführung der beanspruchten Erfindung wurden im Einzelnen beschrieben. Der Fachmann auf dem Gebiet, auf das sich diese Erfindung bezieht, erkennt jedoch verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zur Ausführung der Erfindung innerhalb des Schutzbereichs der beigefügten Ansprüche.While the present invention has been described in detail with respect to automotive applications, those skilled in the art will recognize the broader applicability of the invention. Those skilled in the art will recognize that terms such as B. "above", "under", "upwards", "downwards" and so on, may be used to describe the figures and do not represent any limitation on the scope of the invention as defined by the appended claims. The best modes and other modes of carrying out the claimed invention have been described in detail. However, those skilled in the art to which this invention pertains will recognize various alternative constructions and embodiments for practicing the invention within the scope of the appended claims.
